高炉冶炼操作与控制下篇

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1、6.3高炉冶炼操作高炉炼铁的根本任务是将铁矿石冶炼成合格生铁。国内外生产实践与理论研究均已证明：做好精料工作是高炉冶炼的基础；合理的炉型与性能良好的高炉附属设备是搞好高炉的基本条件；处理好炉料下降与煤气流分布的关系是维持高炉顺行的主要手段；炉料经过很好的加热、还原、熔化、造渣、脱硫等一系列反应后得到合格铁水是高炉冶炼的基本过程；合理利用国家资源、充分利用煤气能量，以便达到最佳冶炼效果是高炉冶炼的基本目标。高炉生产工艺与其它冶金工艺过程相比具有以下几个特点：1、生产过程具有连续性（1）高炉炼铁生产的各个环节如上料、送风、煤气除尘、出渣出铁（定期或连续）等都是长期连续的紧密配合；除了设备的定期检修

2、与处理事故之外，一座高炉一般要连续生产610年。操作时要统一各岗位人员的思想和调节方法。（2）日常炉况的波动与变化也是连续的；操作过程中要做到早发现、早预防、早处理。2、炼铁反应在密闭的容器中进行由于无法全面直接观察到高炉内炉料与煤气的运动情况，生产中主要依靠实践经验、检测仪表、局部活体取样分析、高炉解剖来顺利完成炼铁任务。3、 高炉拥有庞大的生产体系一般高炉都必须具有庞大的主辅助系统，其主要有合理可靠的高炉本体，复杂的原燃料系统，繁忙的运输系统，准确可靠的上料系统，安全通畅的煤气系统，高风温的送风系统，灵活及时的渣鉄处理系统以及节约焦炭的喷吹系统。 4、炉况的波动与不稳定性是不可避免的；炉况

3、的稳定与顺行只是相对的、暂时的。由于高炉冶炼受到原燃料物理性能和化学成分的变化；气候条件的波动；高炉设备及外界因素；操作者水平差异等诸多因素的影响所以使得炉况会发生经常性的波动，高炉操作就是随时掌握引起炉况波动的因素，准确地把握外界条件地变化，在错综复杂地矛盾中抓住主要矛盾，对炉况作出及时准确的判断，及早采取恰当的调剂措施，从而保证高炉生产稳定顺行。6.3.1 高炉基本操作制度选择合理的操作制度是高炉操作者的基本任务。高炉基本操作制度是根据高炉炉型、设备水平、原燃料条件、生产计划以及生铁指标等具体条件而制定的高炉操作准则。合理的基本操作制度可以使得高炉炉况稳定、顺行，炉缸工作状态良好，煤气流分

4、布合理。它是高炉高产、优质、低耗、长寿、高效的保证。6.3.1.1炉缸热制度炉缸热制度是指炉缸所具有的温度水平。它反映高炉炉缸内热量收入与支出的平衡状态。 合适的热制度可使炉温稳定、均匀、充沛，炉况顺行。而过高、过低的炉温都会导致炉况不顺。炉缸温度可以用铁水温度来表示，也可用生铁含硅量来表示。铁水温度一般为13501500，又称为物理热；而生铁含硅量则称为化学热。在平衡状态下，还原1 kg硅所耗热量是还原1 kg铁所耗热量的8倍，因此，正常情况下，生铁含硅量愈高，炉温也愈高，生铁含硅量下降，炉温也下降。但在炉况失常时，生铁含硅量往往不能完全代表炉温，硅不低而炉温低的情况也时有发生。一般情况下，

5、当炉渣碱度变化不大时，炉缸化学热愈高，物理热愈高，炉温也愈高。在一定的原燃料条件下，合理的热制度要考虑以下几个方面。（1）首先，应根据铁种的要求，保证生铁含硅量在规定的范围内。比如，冶炼炼钢生铁时，用普通矿冶炼的高炉在目前的原燃料条件下，一般生铁的含硅量控制在0.30.6，铁水温度14501530。在条件允许的情况下，硅含量也应低一些。冶炼铸造生铁时，炉温比炼钢铁要高。为节约燃料，生铁含硅量应尽可能控制在所要求牌号的下限。 （2）其次，要考虑原燃料的含硫量以及矿石成分。硫负荷高时，可维持偏高的炉温；硫负荷低时，可选择低硅（低炉温）冶炼。高钛渣冶炼的高炉，以生铁含Ti量作为衡量炉温的标志，在保证

6、物理温度足够的前提下，Ti尽可能降低含量，一般控制在Ti+Si0.5。含氟炉渣冶炼的高炉，由于矿石的软化温度低，流动性好，大量的(FeO)会进入炉缸进行直接还原，所以Si要比普通矿冶炼高些，一般生铁含Si量控制在0.60.8，否则会造成炉缸堆积。（3）要考虑高炉特殊的要求，当炉缸侵蚀严重或冶炼过程出现严重故障时，要规定较高的炉温。开炉与停炉，长期休风后送风，需要控制较高的炉温。开炉生铁含硅量控制在33.5，长期休风后送风，生铁含硅量控制在0.81.0 。（4）要根据技术水平与管理水平选择。如果原燃料条件好、技术水平与管理水平高，Si应取下限；原燃料条件差，技术水平与管理水平差，Si取偏高值。生

7、产中影响热制度波动的因素很多。任何影响炉内热量收支的因素都会影响热制度的波动。大体可以分为三大类。第一类是由原燃料性质的变化引起的。比如矿石品位、粒度以及还原性的波动对炉温有较大影响，一般来说，矿石品位提高1，焦比约降11.5；烧结矿中增加1，焦比降低11.5。矿石粒度增大或者还原性变差将导致直接还原增加，使炉温下降。矿石粒度均匀，有助于改善料柱透气性，促使炉况顺行和煤气利用率提高。炉料粉末多，将导致高炉焦比升高。而焦炭灰分增加，意味着固定碳降低，则炉温将降低。一般灰分增加1，焦比升高约2。焦炭是高炉内硫的主要来源，通常占入炉总焦量的7080。生产经验表明，焦炭含硫增加0.1，焦比升高1.22

8、。除此以外，熟料率、入炉废铁量等都将影响炉温的变化。 第二类是由冶炼参数的变动引起的，如风温是高炉生产主要热能来源之一，调节风温可以较快改变炉缸热制度；喷吹燃料也是高炉的热源和还原剂的来源，喷吹燃料会使炉缸温度提高；风量的增减将使料速发生变化，风量增加，煤气停留时间缩短，直接还原增加，会使炉温向凉;增加矿焦比例，边缘负荷加重，煤气利用改善，会适当降低焦比；增加熔剂用量来提高炉渣碱度，将使炉温向凉等等。第三类是由设备及其它方面的故障引起的，如冷却设备漏水、布料器不工作、亏料线作业、入炉料称量误差、下雨等气候条件的变化导致原燃料含水量增加等等都能使炉缸热制度发生变化。因此，为了保证炉缸温度充足，当

9、遇到异常炉况时，必须及时而准确地调节鼓风参数和焦炭负荷。长期相对稳定的热制度，靠正确确定与调节焦炭负荷来实现；炉温失常调剂的原则是：失常初期，对炉况影响较小的因素先调剂，而对炉况影响较大，需要作出较大牺牲的手段排在后面。炉温波动较小时，靠调节风温、喷吹物、风量等鼓风参数来实现；炉温波动较大时，必须要调整焦炭负荷。失常炉况的调剂一定要“早动、勤调、少量”。一般的调剂顺序是：喷吹量风温风量装料制度变动负荷加净焦。各调剂因素变动后集中作用的时间是：喷吹煤粉有热滞后现象，增加喷煤并不能立即提高热量，只有等喷吹煤粉改善了矿石的加热和还原后，矿石下降到炉缸，炉温才提高。风温和风量的集中作用时间快一些，一般

10、为152小时后集中反映出来。而装料制度的变化，至少要等换完炉内整个固体炉料段。变动焦炭负荷和加净焦对透气性的影响，是随加入量的增加而增加，到一个冶炼周期为止。但对热制度的集中反映，必须要一个冶炼周期。下列情况下，必须及时而准确地调整焦炭负荷（1）休风。长期休风时，炉料的预热和还原都比正常差，休风时，热收入为零，热损失增大，为保证送风后有充足的炉温和尽快恢复炉况，休风料中应适当减负荷。（2）低料线。低料线煤气合理分布遭到破坏，矿石预热、还原变差，热耗增加，应及时减负荷，以免炉凉。（3）设备事故。比如当高炉被迫停止喷吹，要及时补加与喷吹燃料相当的焦炭量。（4）改变铁种。 因为不同地铁种需要不同地炉

11、温和炉渣碱度；（5）气候变化 。 当雨量较大或长时间降雨，为保持入炉干焦负荷不变，需要及时减负荷；（6）原燃料波动、炉况失常，风温不足等造成炉温不足时；都要调节焦炭负荷。负荷调节的计算1）改变负荷调节炉温计算生产中炉温习惯用生铁含Si量来表示。高炉炉温的改变通常用调整焦炭负荷来实现，理论计算和经验都表明，生铁含Si每变化1%，影响焦比40-60 kg/t ,小高炉取上限。当固定矿批调整焦批时，可用下式计算： J=SimE， （10-9）式中 J焦批变化量，kg/ 批； Si炉温变化量，%； mSi每变化1%时焦比变化量，kg/t； E每批料的出铁量，t/t假定铁全部由矿石带入，则E=Pe矿，其

12、中P为矿批重，t/批，e矿为矿石理论出铁量，t/t。当固定焦批调整矿批时，矿批调整量由下式计算： P=SimEH （10-10） 式中 P矿批调整量，kg/批 H焦炭负荷。2）矿石品位变化时的负荷调节一般来说，矿石含铁量降低出铁量减少，负荷没变时焦比升高、炉温上升，应加重负荷；相反，矿石品位升高，出铁量增加，炉温下降，因此应减轻负荷。两种情况负荷都要调整，负荷调整是按焦比不变的原则进行。当矿批不变调整焦批时，焦批变化量由下式计算： （10-11） 式中 J焦批变动量，kg/批； P矿石批重，t/批； Fe前、Fe后分别为波动前、后矿石含铁量，%； Fe铁元素进入生铁的比率，%； K焦比，kg/

13、t； Fe生铁含铁量，%。当固定焦批调整矿批时，调整后的批重为： ， kg/批 （10-12）说明上述计算是以焦比不变的原则进行的，实际上还要根据矿石的脉石成分变化，考虑影响渣量多少、熔剂用量的增减等因素。因此要根据本厂情况去摸索，一面借助经验，一面作较全的配料计算。3）焦炭灰分变化时的负荷调整当焦炭灰分变化时，其固定碳含量也随之变化，因此相同数量的焦炭发热量变化，为稳定高炉热制度，必须调整焦炭负荷。调整的原则是保持入炉的总碳量不变。当固定矿批调整焦批时，每批焦炭的变动量为： （10-13）式中 J焦批变动量，kg /批； C 前、C后波动前、后焦炭的含碳量，%； J原焦批重量，kg/批。例7

14、，已知焦批重为620 kg/批，焦炭固定碳含量由85%降至83%，问焦炭负荷如何调整？解：由式计算焦批变动量： J=(0.85-0.83)620/0.83=15，kg/批因此，当固定碳降低后，每批料应多加焦炭15kg。当固定焦批调整矿批时，矿批变动量为： P=（C前-C后）JH/C后 （10-14）式中 P矿批变动量，kg/批； H焦炭负荷。4）风温变化时调整负荷计算高炉生产中由于多种原因，可能出现风温较大的波动，从而导致高炉热制度的变化，为保持高炉操作稳定，必须及时调整焦炭负荷。高炉使用的风温水平不同，风温对焦比的影响不同，按经验可取下列数据：风温水平， 600700 700800 8009

15、00 9001000 10001100焦比变化% 7 6 5 4.5 4风温变化后焦比可按下式计算： （10-15） 式中 K后风温变化后的焦比，kg/t； K前风温变化前的焦比，kg/t； T风温变化量，以100为单位，每变化100, T=1； n每变化100风温焦比的变化率，%（风温提高为正值，风温降低为负值）。当固定矿批调整焦批时，调整后的焦批由下式计算： J后=K后E （10-16）式中 J后调整后的焦炭批重，kg/批； E每批料的出铁量，t/批，E=J前/K前； J前风温变化前的焦批重，kg/批。例8，已知某高炉焦比570kg/t，焦炭批重为620kg/批，风温由1000降至950，

16、问焦炭批重如何调整？解：风温降低后焦比为： K后=570/(1-0.50.045)=583，kg/t当矿批不变时，调整后的焦炭批重为： J后=583（620/570）=634，kg/批因此，由于风温降低50,焦炭批重应增加14 kg/批。当焦批固定调节矿批时，调整后的矿石批重为： P后= J前/（K后e矿） （10-17）式中 P后调整后的矿石批重，kg/批； e矿矿石理论出铁量，t/t。5）低料线时负荷调节高炉连续处于低料线作业时，炉料的加热变坏，间接还原度降低，须补加适当数量的焦炭。表108是鞍钢处理低料线时的焦炭补加量，其对象是1000-2000m3高炉，对于能量利用较差的小高炉，参考表

17、中数据时补焦量要酌情加重。 表10-8 低料线时间、深度与补焦数量低料线深度，m低料线时间，h补加焦炭量，%3.00.55-103.00.58-123.01.015-25 例9，某高炉不减风检修称量车，计划检修时间35min，当时料速为11批/h，正常料线为1m，每批料可提高料线0.45m,焦批620kg，炉况正常，检修前高炉压料至0.5m料线，如检修按计划完成，问：检修完毕料线到多深？若卷扬机以最快速度3.5min/批赶料，多长时间才能赶上正常料线？赶料时炉料的负荷如何调整？解：检修完毕时料线为： L=11(35/60)0.45+0.5=3.2，m设在分钟后赶上正常料线，在这段时间内共上料（

18、/3.5）批，其中包括：充填低料线亏空容积 (3.2-1.0)/0.45=4.89，批赶料过程高炉下料批数 （/60）11=0.183，批赶上正常料线后再上一批料，因此有方程： /3.5=4.89+0.183+1解之得，=57min，在此期间下料57/3.5=16批。由计算知，赶料需57min，料线深达3.2m，为了补热，负荷应作调整，按经验应补焦20%；赶料过程中下料约16批，应补焦3批。6）长期休风时负荷调整。高炉休风4h以上，都应适当减轻焦炭负荷，以利复风后恢复炉况。减负荷的数量取决于以下因素：A、高炉容积：炉容愈大减负荷愈少，否则相反；B、喷吹燃料：喷吹燃料愈多，减负荷愈多，否则相反；

19、C、高炉炉龄：炉龄愈长，减负荷愈多，否则相反；D、休风时间：休风时间愈长，减负荷愈多，否则相反；表109中列出了鞍钢高炉（6001500m3）的经验数据，对中、小高炉参考表中数据时，要酌情取较大值。表10-9 休风时间与负荷调整休风时间，h 8 16 24 48 72减负荷，% 5 8 10 1015 15208.4.3 高炉操作综合计算实例例10，某100m3高炉，料线1000mm,炉况顺行，但负荷较轻（2.7），操作风温950（送风温度可达到1000），生铁中Si=0.80%。为了利用风温并把Si降至0.60%，决定将负荷加重到2.8。问风温应提高到多少？加重负荷后的炉料何时下达？已知混合

20、矿含Fe为52.7%，焦炭含Fe为1.0%，生铁中Fe=94.5%，每批料中混合矿1674kg,熔剂27kg，矿石和熔剂堆比重为1.75t/m3,焦炭堆比重为0.55t/m3,料速为10批/h，高炉工作容积为90m3，炉料压缩率10%。解：（1）负荷2.7时的焦批为1674/2.7620，kg/批每批料出铁量为 (16740.527+6200.01)/0.945=940，kg/批焦比为 (6201000)/940=659.5，kg/t（2）负荷2.8时的焦批为 1674/2.8=598，kg/批每批料出铁量为 (16740.527+5980.01)/0.945=939.9，kg/批焦比为 (5

21、98/939.9)1000=636.3，kg/t（3）加重负荷后焦比下降（659.5-636.3）=23.2kg/t，其中因降Si节减焦比量为（0.8-0.6）60=12kg/t，尚差（23.2-12）=11.2kg/t，要靠提高风温来弥补。在风温为9001000时，每提高100风温，节约焦比4.5%，设需要提高风温水平为T，则据式1015，有： 636.3=(659.5-12)/(1+T0.045)解之得，T=0.39，即相当于风温提高（0.39100）=39.（4）昼夜产铁量 P=10240.94=225.6,t据下式中 （10-18）式中： T冶炼周期，h； Va高炉工作容积，m3（指料

22、线到风口中心线间容积）P昼夜产铁量，t；炉料的平均压缩率，%（一般中小高炉为1011%）OR冶炼单位生铁所消耗的主、辅原料量，t/tC焦比，t/t；0主、辅原料的对比重，t/m3；c焦碳的堆比重，t/m3 因此，每批料减焦炭（120.9399）=11.3kg/批，该料在5h左右到达风口。可在变料后23h内将39风温分两次提上去。例11，由冶炼制钢生铁改炼铸造铁，要求如表1010表10-10 由冶炼制钢生铁改炼铸造铁的成分变化项目矿批，t 理论出铁量，t/ 批 Si% Mn% CaO/SiO2变铁种前1.85 0.993 0.8 0.20 1.10变铁种后1.85 0.993 1.5 0.80

23、1.05已知锰矿含锰量27%，含SiO2为20%，Mn元素进入生铁的比率Mn=0.65，焦炭含SiO2为为7.0%，石灰石CaO含量为50%，经计算变料前每批料带入的CaO量为180kg/批（即进入炉渣的CaO量）。问负荷、锰矿和石灰量如何调整？ 解：（1）变料前每批料锰矿用量PMn=0；变料后锰矿用量为： PMn=(0.008-0.002) 993/(0.270.65)=33.9，取34kg/批（2）设每批料焦炭变动量为J，kg/批。 由制钢铁改炼铸造铁时，按经验生铁中Si每升高1%，焦比增加60kg/t；Mn每升高1%，焦比升高20kg/t。灰石对焦比的影响系数取0.3，即每100kg石灰

24、石影响焦比30kg/t。石灰石变动量记为P灰,则有：生铁Si变化引起的焦批变化量： （1.50-0.80）600.993=41.7，kg/批；生铁Mn变化引起的焦批变化量： （0.80-0.20）200.993=11.9，kg/批石灰石变动引起的焦批变化量： 0.3P灰，kg/批故J=41.7+11.9+0.3P灰=53.6+0.3P灰 （10-19）（3）每批料石灰石变动量P灰计算炉渣碱度由1.10降到1.05,由此引起的渣中CaO变化量为： （CaO）1=（1.05-1.10）/1.10180=-8.2，kg/批 （10-20）进入炉渣的SiO2量变化来自三个因素：A、Si从0.80%，升

25、到1.5%，渣中SiO2减少量为： （0.008-0.015）993(60/28)=-14.9，kg/批；B、由锰矿带入SiO2量： 340.20=6.8，kg/批；C、焦炭量变动J带入的SiO2量： （53.6+0.3P灰）0.07=3.75+0.02P灰：上述三项引起渣中SiO2变化量合计： （SiO2）=-14.9+6.8+3.75+0.02P灰 =0.02P灰-4.35因炉渣碱度为1.05，则由SiO2变化引起渣中CaO变化量为： （CaO）2=1.05(SiO2)=1.05(0.02P灰-4.35) （10-21）故渣中总的CaO变化量可由1018、1019 两式得出： （CaO）=

26、（CaO）1+（CaO）2=0.02P灰-12.77 （10-22） 于是有： P灰=（CaO）/0.50=0.04P灰-25.54 （10-23） 由1021式得，P灰=26.6，取27kg/批，将其代入1019式得，J=45.5，取45kg/批。因此，改变生铁品种时，每批料应多加焦碳45kg/批，加锰矿34kg/批，减石灰石27kg/批。说明：上述计算结果是变铁种时的一笔总帐，具体如何安排要视情况而定。为减少中间产品，可采取“过量”法，即把焦炭、锰矿集中加入，石灰石过量减少，以缩短升温过程。6.3.1.2 造渣制度造渣制度是指根据原燃料条件和生铁成分的要求，选择合适的炉渣成分与碱度，以保证

27、炉渣具有良好的冶金性能、较强的脱硫能力，合格的生铁成分和炉况顺行。造渣制度的指标是炉渣碱度与炉渣成分。造渣制度的选择依据如下。（1）根据原燃料条件选择若渣量少、原燃料硫负荷高时，炉渣二元碱度要高，一般为1.201.25，相反，渣量大、硫负荷偏低时，炉渣碱度应稍低些，一般为1.01.05；若渣量少、Al2O3偏高时，炉渣二元碱度应稍高些，一般为1.151.20，相反，渣量大，Al2O3偏低时，二元碱度应稍低些，一般为1.051.10；当矿石含碱金属较高时，需要选用熔化温度较低的酸性炉渣。所以，生产中认为高温高碱炉渣脱硫；中温低碱，炉渣排碱；MgO代替部分CaO可脱硫排碱，有利于冶炼低硅生铁。（2

28、）根据铁种要求选择冶炼硅铁、铸造生铁时，需要促进硅的还原，应选择较低的炉渣碱度；冶炼炼钢生铁时，既要控制硅的还原，又要较高的铁水温度，可适当提高炉渣碱度，通常，铸造生铁比炼钢生铁碱度低0.050.1；若冶炼锰铁，因易形成转入炉渣，而从还原比由还原困难，并要多消耗热量，提高碱度用置换渣中，对还原锰有利，还可降低热量消耗。各种铁的炉渣碱度一般如下：铁种 硅铁 铸造生铁 炼钢生铁 锰铁 CaO/SiO2 0.60.9 0.951.15 1.01.2 1.21.7（3）根据炉渣物理性能与顺行要求选择炉渣熔点过高、流动性差，稳定性差，不利于顺行时不能选择碱度高的炉渣；炉渣流动性差时，可适量增加炉渣中Mg

29、O的含量，一般认为MgO最佳含量为710。但渣中Al2O3偏高时，MgO可提高含量至12。总的来说，应在保证生铁质量的前提下，选择较低的炉渣碱度。（4）根据生产情况选择：处理一般炉缸堆积时，可用高炉温，高萤石和氧化锰渣洗炉；处理碱度过高造成的炉缸堆积时，采用比正常碱度低的炉渣清洗即低碱度高炉温洗炉。选择造渣制度需要注意的问题（1）碱度与硫负荷的关系生产中，硫高提碱度，硫低降碱度,要采用双向调剂，避免单向调剂。因为碱度居高不下不仅是一种浪费，而且是导致炉况失常的一个隐患。应在保证质量的前提下，尽可能将碱度控制在规定的范围的下限。（2）碱度与炉温的关系大幅度提高炉渣碱度时，应充分估计炉温是否许可。

30、如果碱度已降低但炉温未升，会危及质量；但碱度提高而炉温不足或不稳，会危及顺行。一般较稳妥的做法是将炉温置于合适水平，再调整炉渣碱度。（3）洗炉与操作制度的关系洗炉分为维护性洗炉和事故性洗炉两类。维护性洗炉指的是定期使用酸料洗炉。事故性洗炉指的是高炉结厚或结瘤时用萤石或锰矿洗炉。洗炉剂可以分散均匀加入料批内，数量约占矿批的5左右，持续时间由洗炉效果而定，一般为7天左右；也可以集中装入高炉，即每510批料内加入1批洗炉剂。此方法计量较大，一般持续时间较短，具体由清洗效果决定，这种洗炉对处理下部结瘤有效。洗炉剂一般装入炉子的边缘，为此，料车高炉装在料车上部，无料钟皮带上料高炉要先放洗炉剂。洗炉时要变

31、更造渣制度与热制度。因为洗炉会造成炉温降低，特别是粘结物熔化和脱落时，炉缸需要大量的热量，因此洗炉过程应保持较高的炉温，一般控制在炉温上限操作。如果炉温太低将失去洗炉的作用，甚至造成风口涌渣。比如，维护性洗炉时应稍退负荷稍轻边缘，适当提炉温降碱度。Si应比正常高出1个牌号。洗炉过程要注意炉身温度变化，控制风量与风压的对应关系。还要注意水温差的变化，达到规定标准应停止洗炉。建议：洗炉墙：（CaF2）=23%，弄清粘结方位后，再定点布料。洗炉缸：（CaF2）=4.55%，萤石布入高炉中心炉温比正常高12个牌号；碱度比正常低些；除洗瘤外，维持全风或正常风温。造渣制度的调剂炉渣碱度低时，增加熔剂量或增

32、加高碱度烧结矿的比例；炉渣碱度高时，减少熔剂量或增加酸性矿石的比例。6.3.1.3 送风制度送风制度是指在一定的冶炼条件下，鼓风的数量、质量与风口进风状态。送风制度是高炉操作的基础，送风制度的合理与稳定是保证炉缸热制度稳定、炉缸工作良好与煤气流合理分布以及炉况顺行的关键。送风制度的指标包括风量、风温、鼓风湿度、富氧率、喷煤量等鼓风参数以及风口面积、风口长度、风口角度这些风口尺寸参数。制订送风制度就是要选择确定合适的鼓风参数与风口参数，但是由于各种不可控因素的影响，即使高炉操作制度合理，炉况仍会出现不同程度的波动，操作者必须准确判断炉况，及时运用下部调剂的手段（调剂送风参数），使炉况保持稳定顺行

33、。(1) 风量 风量多指单位时间鼓入高炉的风在标准状态下的体积，高炉风量首先取决于高炉容积。由于风量的测定常常因漏风和仪表本身误差而失准，高炉操作者习惯于以冶炼强度来估计风量。一般情况下风量与冶炼强度成正比，如果焦比不变或减少，风量愈多，冶炼强度愈高，则高炉的产量也愈高。又因在同一条件下，高炉上料批数与风量成正比，故高炉工作者实际上是按上料批数来控制风量。风量对高炉冶炼的下料速度、煤气流的分布、造渣制度和热制度都将产生影响。风量大，燃烧的焦炭多，下料速度快（但随意改变风量会造成炉温的波动）；风量大，还会使煤气量增大，鼓风动能增大，有利于发展中心气流；风量大，煤气流速加快，不利于顺行。因此，风量

34、的大小要与料柱的透气性相适应。任何改善料柱透气性的措施，都将有利于提高入炉风量。在炉况稳定的条件下，应使用高炉顺行允许的最大风量，即全风作业，不要轻易减风。这样才能充分发挥风机的能力，获得较高的生产率。炉况稳定时，风量不宜波动太大，应严格控制料批稳定。风量调节的作用是：1) 控制料批，实现计划的冶炼强度，并保持料线。2）稳定气流。炉况不顺初期，减小风量是降低压差、消除管道、防止难行、崩料和悬料的有效手段。3）炉凉时减风可以控制料速，迅速稳定炉温；热行而料批不足时，可酌量加风。风量调节的原则是： 1）一般只宜在其它调剂手段力犹不足时才采取调节风量的方法。因为风量变化对气流分布和高炉产量影响最大；

35、 2）加风要稳，减风要猛。因为风量变化直接影响炉缸煤气的体积，加风时一次不能过猛，否则将破坏顺行。一般中型高炉，每次加风应控制在3050m3/min，间隔2030min。必须减风时，一次减到需要的水平。高炉加风的条件：1）高炉未达到正常风量或减风原因消除时；2）高炉短期休风后的复风，风量应迅速恢复到休风前的水平；3）长期休风后的复风风量大小，要视具体情况确定，一般还应同时堵塞部分风口，随着风量增加再逐个捅开风口。高炉减风的条件：1）原燃料质量明显变差或供料不正常时；2）连续两个小时料速显著超出正常时；3）严重管道、连续崩料或难行时，特别是当发生下部连续崩料或深度崩料时，应迅速将风量减至能控制崩

36、料的水平；4）风压超出正常，顺行情况变差，降低风温无效或不能用风温调剂时；5）出现炉冷征兆时；6）料线低于正常值1米以上，估计1小时内无法赶上正常料线或炉顶稳定超过500时；7）渣鉄出不净，炉缸内积存渣鉄过多或有其它不安全因素时；8）非计划停煤超过2小时，无其它手段进行补偿时；9）冷却水压低于警报值时；放风的条件：1）出渣出铁失常时；2）坐料时；3）休风操作时；4）发生直接影响生产的设备事故或动力事故，需要休风时等等。（2）风温风温指的是进入高炉的鼓风温度。中国高炉的风温多在9001250之间，而发达国家高炉的风温水平通常是11501350。提高风温可以大幅度降低焦比，它是是强化高炉冶炼的主要

37、措施。此外，提高风温能增加鼓风动能，提高炉缸温度，活跃炉缸工作，促进煤气流初始分布合理，改善喷吹燃料的喷吹效果，因此，高炉冶炼中，在设备允许地条件下，要尽量采用高风温操作，充分发挥热风炉的能力以及对炉况的有利作用。风温还应力求稳定，换炉前后风温差应不大于10。当风温水平不同时，调节风温的节焦效果也不相同。风温愈低，提高风温时，降低焦比的效果愈显著。反之，风温逐渐升高，降低焦比的效果逐渐减小，亦即对炉温的作用随之减小。风温在1000左右时，增减100风温，影响焦比约17kg/t。过去，高炉常常留出后备风温调节炉况，对热风利用不力。现在，一般不使用风温调节炉况，而是将风温固定在较高水平上，用喷煤量

38、的变化或鼓风湿分来调节炉温，这样，可以最大限度发挥高风温的作用，维持合理的风口前理论燃烧温度。若因炉热需要撤风温，幅度应大些，一次可撤到炉温需要的水平；炉凉提风温时，幅度要小，每次可提高2040，分几次将风温提高到需要的水平，以防煤气体积迅速膨胀而破坏炉况的顺行。小幅度改变风温，对煤气体积、矿石还原和料速的影响不大；而大幅度改变将引起炉缸温度、煤气体积、鼓风动能、还原和料速等冶炼进程的显著变化。提高风温的条件：1）风压逐渐下降，炉温趋凉时；2）料速连续两小时超出正常，但进程尚顺时；3）加重焦炭负荷，准备利用风温，应在重负荷料下达风口前23小时，逐步提高风温；4）为了提高生铁含硅量或矿石还原性变

39、差，而高炉能接受风温时等。降低风温的条件：1）炉温过高，变负荷料下达尚早时；2）出现难行或崩料，而炉温足够时；3）复风后炉况需要时等。（3）喷吹量高炉喷吹煤粉具有重大经济效益。向高炉喷吹煤粉不仅可以大幅度降低焦比，还可以增大煤气量，活跃高炉炉缸；增加煤气中的间接还原剂，发展间接还原；提高炉缸温度，生产优质生铁并增加高炉的调剂手段。合适的喷吹量主要考虑高炉的承受能力。喷吹燃料的高炉，要尽量固定风温操作，炉温变化用煤量调节，炉热减少喷煤量，炉凉增加喷煤量，因为临时调节增加喷煤量时，若风量不变，就相应减少燃烧的焦炭量，料速将减慢，故利于提高炉温；反之则相反。调节幅度一般为0.51.0t/h，最多不超

40、过2.0t/h。以免影响气流的分布和炉缸工作状态，带来新的波动。高炉喷煤有热滞后现象，热滞后时间一般为34小时，煤粉的挥发分越高，热滞后时间越长，所以用煤量调节炉温没有风温或湿分来得快，生产中必须准确判断，及时动手。炉况不顺时要适当减少喷煤量。突然大量减风时，要停止喷煤并相应减轻焦炭负荷。喷吹煤粉，会降低风口前理论燃烧温度，因此，有计划扩大喷煤量时，应注意控制理论燃烧温度，一般不低于2000，如果低于2000，则应提高风温或增加富氧量以维持需要的理论燃烧温度。（4）富氧率富氧鼓风有利于提高冶炼强度；提高风口前理论燃烧温度；可以富化煤气，发展间接还原；有利于增加喷煤量；同时也增加了一个下部调剂的

41、手段。 对于不喷吹的高炉，富氧率不宜过高，以免引起高炉不顺。富氧率低时要尽量采取固定氧量操作，较高时因料速过快而引起炉凉，首先要减少氧量。调节幅度5001000m3/h，最多不超过1500m3/h。因料慢而加风困难时，可适当增加氧量，待风压正常再适当增加风量。料速正常后将冶炼减回到原来水平。炉况失常时，首先减少氧量，并相应减少喷煤量。低压或休风时，首先停氧，然后停煤。一般情况下，高炉富氧率每增加1%，增产23%。（5）鼓风湿度加湿鼓风，可以富化煤气，均匀炉缸温度，但会降低炉温。（1g水/m3风需要6风温加以补偿）。全焦冶炼的高炉，采用加湿鼓风最为有利，可控制适宜的理论燃烧温度，而使风温固定在最

42、高水平，也能减少因四季大气湿度相差太大对炉况的影响。但喷吹燃料的高炉不宜采用加湿鼓风。相反，有条件的高炉应采用脱湿鼓风。用湿分调节的特点是：1）调节方便，可迅速纠正炉温变动；2）对鼓风动能、煤气流分布无大影响；较高的湿分可使炉缸热量和温度分布较均匀，利于高炉顺行，但不利于降低焦比；3）鼓风湿分在风口前分解的氧与碳燃烧，相当于鼓风中的氧的作用，1kg湿分相当于干风2.963m3，即1m3增减湿分10g相当于增减风量3，因此，调节湿分也起调节风量的作用，增加湿分料速加快，降低湿分，料速减慢。（5）风口面积、风口长度和风口角度 风口面积和风口长度对风口的进风状态起决定作用。生产实践表明，在一定的冶炼

43、强度下，必须有合适的鼓风动能相配合。高炉正常情况下风口面积的选择，可根据本高炉合适的鼓风动能来计算选取。一般情况下，风口面积不宜经常变动，但生产条件变动较大时，可根据波动因素的特点，酌情调整风口面积。有时也用改变风口长度的办法调整边缘与中心气流。 调整风口面积地条件：1）有计划地提高冶炼强度时，在炉顶压力不变地情况下，可适当扩大风口面积；2）有计划地增减喷吹燃料地数量时，也应相应地调整风口面积。因为增加喷吹燃料量会使炉缸煤气体积增加，中心煤气流发展，为防中心过吹，应根据情况适当扩大风口面积；3）原燃料条件恶化或渣鉄运输困难，难以维持正常风量操作，可根据情况适当缩小风口面积；4）较长时间炉况失常

44、，慢风操作，炉缸不活跃，采取上部调节无效时，为了尽快消除炉况失常，发展中心气流，活跃炉缸工作，应及时采取缩小风口面积或临时堵少量风口的措施。5）开炉和长期休风后送风，为加速炉况恢复可临时堵部分风口。但堵风口时间不易太长，并尽量使用等径风口。确定风口长度的依据是当高炉为低冶炼强度生产或炉墙侵蚀严重时，可采用长风口操作；因为使用长风口送风相当于缩小炉缸工作截面积，易使循环区向炉缸中心移动，有利于吹透中心和保护炉墙。风口长度一般为380450。大型高炉控制在上限或更长，300高炉风口长度多在240260。中小高炉生产实践表明，风口向下倾斜，可使煤气直接冲向渣鉄层，缩短风口与渣鉄层之间地距离，有利于提

45、高渣鉄温度，并有助于消除炉缸堆积和提高炉渣地脱硫能力，一般风口角度可控制在315。检验送风制度的指标（1）风速风速是指鼓风在风口出口处的速度。高炉鼓风的风速合适，可以使炉缸活跃，炉况顺行、稳定。风速对高炉下部的煤气流分布有重要影响。风速高，穿透能力强，有利于延长风口回旋区，增加中心煤气流，提高中心温度。但风速并非越高越好，它根据不同条件有一个合适的范围。风速过小，容易导致炉缸中心堆积，过大有时边缘堆积。高炉风速有有标准状态下的风速与实际风速之分。前者按标准状态下的风量计算，后者按高炉实际风温、风压下的风量计算。标准状态下的风速仪表在80200m/s之间。高炉越大，风口数目越多或风口越短，高炉高

46、径比越小，冶炼强度越低，富氧率越高，喷吹燃料越少，风速约接近上限；反之，则接近下限。标准状态下的风速 式中 Q为标准状态下，每分钟的入炉风量，m3/min；n为风口数目，个；d为风口直径，m。不同类型高炉的标准态风速见表31。表31 高炉有效容积与标准风速的关系：有效容积m3501002553007001000V m/s7080100120140 如换算成实际风速，式中 p热风表压t热风温度, ;（2）鼓风动能表32高炉有效容积与鼓风动能的关系：有效容积m3100300600100015002000250030004000E 合适10002000200030003500400050006000

47、60007000（3）风口前理论燃烧温度风口前理论燃烧温度(t 理)的定义是风口前燃烧产物获得全部燃烧生成热以及鼓风和燃料带入的物理热时所能达到的温度。式中 QC 碳素在风口前燃烧成放出的热量，KJ/t;QF鼓风及喷煤载气带入的物理热, KJ/t；QR焦炭进入燃烧带时带入的显热, KJ/t；QX鼓风中水分分解和喷吹燃料的分解吸热,m3/t 和KJ/(m3)；Vg、Cp燃烧生成的煤气体积及其理论燃烧温度下煤气的比热容。显然，t 理受鼓风和喷吹燃料的影响最大。当风温在1100左右时其带入的显热约占总热量的40；而喷吹燃料的分解吸热和风中湿分分解吸热将会使t 理降低，一般需要提高风温来补偿。例如在风

48、温为10001200时，喷吹1kg无烟煤需要1.62.0的风温补偿；烟煤稍高需2.02.5；而鼓风湿分分解，当H2的利用率为40时，大约1kg/m3的湿分需要5.56的风温补偿。当然随着喷吹煤种、成分、数量，以及鼓风中富氧率等的变化对t 理都会有不同的影响。实践证明，保持适宜的t 理是高炉顺行的基础，过高的t 理容易造成的大量挥发气化，使高炉发生悬料等事故；而过低的t 理又使炉缸热量不足。t 理一般控制在20002350之间。首钢：t 理=1563+0.7938 t风+4.301Xo2-2.0M（煤比）日本：t理=1559+0.839 t风+4.792Xo2-4.52Y（油比）-6.033VH

49、2O式中，t理为风口前理论燃烧温度，；t风为热风温度，；Xo2为富氧率，；M为喷煤量，kg/t。（4）风口循环区与深度炉缸风口循环区截面积大一些，有利于炉缸工作的均匀与炉况的顺行，风口循环区深一些，有利于活跃炉缸中心，改善煤气利用和生铁质量。（5）风口圆周工作的均匀程度由于高炉冶炼要求圆周方向工作均匀，因此各个风口的进风量、喷煤量、风口直径、长度和角度等参数应基本一致。6.3.1.4 装料制度装料制度是指炉料装入炉内的方法。主要包括：料线高低、批重大小、装料顺序、溜槽倾角等。装料制度的变动通常称为上部调剂。制定和调节装料制度可以实现对炉喉径向矿焦比的控制，调整炉料在炉喉的分布，达到煤气流的合理

50、分布（保证双峰型，争取喇叭型），充分利用煤气的能量以及高炉稳定、顺行、高效生产的目的。6.3.1.4.1 料线高度对双钟炉顶来说，料线指的是大钟打开时的下缘线到炉内料面的距离。而对无钟炉顶来说则是炉喉钢砖上沿或旋转溜槽处于垂直位置时距下端0.9m处到炉内规定料面的距离。生产中要求料线要选择在碰撞点之上。否则会碰撞炉墙，然后反弹落下，从而使矿石对焦炭的冲击作用增大，粉末量增多，并使布料层紊乱，气流分布失去控制，加重界面效应。同时料线过深，还会使料面以上的工作空间不能充分利用，使得炉顶温度过高，一旦塌料发生，顶温会更高，从而加速设备的损坏。正常操作，料线选在碰撞点之上，加料后余500左右即可。一般

51、高炉正常料线深度为1.52.0m，特殊情况需要临时开大钟或转动旋转流槽时，应根据批重核对料层厚度及料线高度，严禁装料过满而损坏大钟拉杆和旋转流槽。料线一般是固定不变的，只有在其它调剂手段失灵时才改变，因为频繁变动料线，会导致料线的准确性变差。对于双钟炉顶来说，炉料落下的轨迹受重力、摩擦力、双钟斜面的影响，其它条件一定时，提高料线，可使炉料堆尖远离炉墙，发展边缘气流；降低料线，可使炉料堆尖靠近炉墙，发展中心气流，但深料线会加重界面效应。对于无钟炉顶来说，炉料落下轨迹受重力、离心力、摩擦力以及溜槽倾角的影响，在溜槽倾角、转速、加料量不变的情况下，同样，提高料线，可使炉料堆尖远离炉墙，发展边缘气流；

52、降低料线，可使炉料堆尖靠近炉墙，发展中心气流。高炉料线由两根链式探尺测明。料线过低与过高，均不利于炉顶设备的维护；生产中严禁低料线操作。正常生产时，两个探料尺相差小于0.5m，个别情况单尺上料应以浅尺为准，不准长期使用单尺上料。由于变更料线是装料制度中的调剂手段之一，为保证其准确性，料尺零位，每次计划检修时都要校正。6.3.1.4.2 批重大小批重是指一批料的质量。一批料中矿石的质量叫矿批，焦炭的质量称为焦批。批重对布料的影响在于料层的厚度。对于双钟炉顶，分布到边缘和中心的厚度确定一批料分布的形状，二者的厚度之比反映了炉料在炉内的特点，这个值越大，表示这种炉料在边缘越多。图31 是根据某中型高

53、炉生产数据得到的矿石批重与批重特征指数的关系。从图中看出，批重有三个不同的特征区：激变区、缓变区和微变区。在激变区，当批重少许变化时，边缘料层厚度与中心料层厚度之比就会发生急剧变化，在微变区，不论批重增加或减少，对炉料分布影响不大；在缓变区，批重变化对炉料分布的影响介于两者之间，所以为保持炉况稳定顺行，高炉最大批重应选在微变区。在一定冶炼条件下，每座高炉都有自己合适的批重，合适的批重找到后要尽量稳定。合适的批重与下列因素有关。（1）批重与炉容有关。炉容越大，炉喉直径也越大，为保证煤气流合理分布，批重应相应增加，如表33所示。近年来，随着原燃料条件的逐步改善，矿石品位提高，炉料粉末减少，批重进一

54、步有所增加，从而改善了煤气利用，降低了燃料比。表33 不同炉容的适宜批重炉喉直径，m253.54.75.86.77.38.29.8高炉容积，m310025060010001500200030004000矿石批重，t,4711.51724303756矿石厚度, m0.510.460.410.400.430.450.440.46焦炭厚度, m0.650.590.440.430.460.480.470.49（2）批重与冶炼强度有关。随着冶炼强度的提高，风量增加，中心气流加大，必须适当扩大矿石批重。此外，冶炼强度提高后，炉料下降速度及其均匀性也有所提高，从而改善了料柱的透气性，为扩大矿石批重，增加矿层

55、厚度创造了条件。（3）批重与喷煤量有关。当冶炼强度不变时，高炉喷吹燃料后，由于喷吹物在风口内燃烧，炉缸煤气体积和炉腹煤气速度增加，促使中心气流发展，需要适当扩大批重，抑制中心气流。但是随着冶炼条件的变化，近几年来在大喷煤量的高炉上出现了相反情况，随着喷煤量的增加，中心气流不易发展，边缘气流反而发展，这时，不能加大批重。对于料钟式高炉而言，一般情况下，小矿批加重边缘；当炉喉直径大而批重小时，容易出现中心无矿区；大矿批，界面少，界面效应减少，料面趋于平坦，有均匀气流的作用，同时使软熔带焦窗变大，料柱透气性改善。但如果炉料的强度、粒度不很理想，批重过大，透气性也会恶化，容易形成煤气的“两头堵”现象，

56、高炉很难稳定。调整矿批大小应考虑其对煤气流的影响。6.3.1.4.3. 装料顺序焦炭和矿石入炉的先后次序称为装料顺序。先矿后焦的装入顺序称为正装， 先焦后矿的装入顺序为倒装；钟式炉顶，矿焦同时入炉，开一次大钟为同装；矿焦分别入炉，开两次大钟，称为分装。使用大钟布料器时，装料顺序是常用的调剂手法。装料顺序对布料的影响可用料层厚度以及矿石层和焦炭层厚度之比来判断。一批料装入炉内会形成一定的斜度如图32所示，中心处厚度为y0,炉墙处厚度为yB，堆尖处厚度为Yc,先装入炉料(原始料面)的炉内堆角为，后装入的为，则炉料任一点分布可由下式计算：y1=x(tan-tan1)+y0 (1)y2=(2n-x)(

57、tan2-tan1)+y0 (2)式中 x为自高炉中心线到料面上任一点的水平距离；y1为自高炉中心线到堆尖范围内一批料的料层厚度；y2为自炉料堆尖到炉墙范围内一批料的料层厚度；n为炉料堆尖距高炉中心的水平距离。 由此可见，当y0,n一定时，堆角大的炉料堆到堆角小的炉料之上，以堆尖为界，自炉子中心到堆尖，愈向边缘炉料分布越多，自堆尖到炉墙则相反。由于高炉内矿石的堆角一般小于焦炭的堆角，所以装料顺序对煤气流分布影响的一般规律是，正装时边缘矿石多，加重边缘；倒装时边缘焦炭多，疏松边缘，发展边缘气流；分装比同装缓和。按加重边缘的作用，由重至轻的排列顺序见表34。表34 钟式炉顶的装料顺序加重等级装入名称装入顺序装入方法1正同装OOCCmA+nBA表示:OOCCOCOCOOOOB表示:CCOOCOCOCOOCCCCC2正分装OOCC3混同装COOCOCOCCOCOOCCO4倒分装CCOO5倒同装C